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案例故事 | 魚與熊掌不可(kě)兼得(de)?萬可(kě)智能樓宇輕松搞定能效升級與智能控制

2020-1-20新聞


比勒費爾德技術學院明(míng)登校區(qū)的(de)新型建築成爲行業創舉有以下(xià)兩點原因:不僅結合了(le)最新的(de)能源和(hé)自動化(huà)技術,而且也(yě)是跨學科、一體化(huà)建築的(de)典型案例。由于緊密的(de)合作關系,設計師和(hé)開發商在質量和(hé)成本上達成明(míng)确的(de)目标。




樓宇施工并非總能順利進行,雖然技術規劃者和(hé)建築工人(rén)通(tōng)常奔走于施工現場(chǎng),但是各組之間的(de)協調與交流仍然需要得(de)到提升。


造成這(zhè)些困難的(de)潛在起因之一是投标規則,通(tōng)常一個(gè)項目的(de)各項施工是逐步布置的(de),因此一些公司必須在其他(tā)團隊離開後才能進場(chǎng)——這(zhè)使得(de)技術合作變得(de)更加困難。


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作爲建築所有人(rén),比勒費爾德應用(yòng)技術大(dà)學與資産管理(lǐ)與建設公司NRW在明(míng)登校區(qū)應用(yòng)技術大(dà)樓的(de)建造上探索出一條新路。“與之前的(de)安排相反,我們同時(shí)會晤了(le)所有的(de)規劃者來(lái)創建共同的(de)基礎以尋求合适的(de)解決方案,”明(míng)登校區(qū)院長(cháng)Oliver Wetter解釋道。


合作取得(de)了(le)成功:在曆時(shí)22個(gè)月(yuè)的(de)建設後,BLBNRW如期完成新大(dà)樓的(de)建造,成本控制在1400萬歐元預算(suàn)以内。對(duì)于此等規模的(de)建設項目而言,這(zhè)并非易事。





明(míng)智的(de)計劃





在兼顧質量和(hé)成本的(de)前提下(xià)維持預算(suàn)不是一件簡單的(de)事情:應用(yòng)技術大(dà)學的(de)智能建築需要配備複雜(zá)的(de)能源和(hé)自動化(huà)技術。明(míng)登校區(qū)擁有一個(gè)建築領域的(de)傳統重點學科,即“一體化(huà)建設”研究生專業。


該專業将建築師、土木(mù)工程師以及項目經理(lǐ)彙聚到一起爲學生在樓宇建造規劃知識上打造良好基礎。因此,BLB NRW設計了(le)一棟四層的(de)帶有辦公室、工作區(qū)域、圖書(shū)館、咖啡廳的(de)會議(yì)中心,同時(shí)基于其現代能源系統和(hé)智能建造技術也(yě)可(kě)提供研究和(hé)教學功能。


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利用(yòng)樓宇自動化(huà)技術,單個(gè)系統到完整房(fáng)間自動控制的(de)照(zhào)明(míng)、能源生成和(hé)輸配、空氣調節和(hé)遮陽都可(kě)進行自動控制和(hé)監測。


學生可(kě)以通(tōng)過網絡中的(de)通(tōng)信接口直接對(duì)能源數據進行評估,這(zhè)樣他(tā)們可(kě)以了(le)解到這(zhè)些智能建築自動化(huà)系統是如何運作以及編程的(de)。“這(zhè)可(kě)以使他(tā)們通(tōng)過調查研究進一步發掘建築的(de)用(yòng)處,”Wetter解釋道。

德國這(zhè)種類型的(de)建築不是很多(duō)。明(míng)登校區(qū)目前隻是能夠滿足該國能效A級高(gāo)要求的(de)兩所大(dà)學建築中的(de)其中之一。根據2014年節能條例,這(zhè)意味著(zhe)每年每平米的(de)電力和(hé)熱(rè)能的(de)消耗不超過50千瓦時(shí)。


與此形成對(duì)比的(de)是:公共建築物(wù)的(de)消耗通(tōng)常大(dà)約爲這(zhè)個(gè)數字的(de)兩倍——隻能達到能效C級。原因如下(xià):爲使消耗值達到A級要求對(duì)室内自動化(huà)的(de)投資是十分(fēn)必要的(de)。


然而,公共部分(fēn)的(de)預算(suàn)自2012年能效級别開始劃分(fēn)時(shí)就已不再充足。應用(yòng)技術大(dà)學的(de)校區(qū)工程在智能建築自動化(huà)上花費的(de)成本總共爲113,000歐元。“我們可(kě)以說服校長(cháng)更高(gāo)的(de)能效等級将有助于研究和(hé)教學,”Wetter說道。


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討(tǎo)論:在煥然一新的(de)校園圖書(shū)館中,來(lái)自明(míng)登院區(qū)的(de)學院院長(cháng)Oliver Wetter、BLB建築師Nina Jesusek、比勒費爾德應用(yòng)技術大(dà)學建築管理(lǐ)部的(de)Stefan Fleth以及萬可(kě)專家Jörg Gruner對(duì)項目的(de)執行情況進行複查


毫無疑問:樓宇自動化(huà)可(kě)能最初的(de)成本高(gāo)一些,但是在建築使用(yòng)期限内運行成本的(de)節省遠(yuǎn)超其自身成本。爲了(le)節約更多(duō)能源,建築物(wù)采用(yòng)了(le)良好的(de)隔熱(rè)外牆,從機房(fáng)的(de)服務器回收廢熱(rè),并從地熱(rè)系統中補充能量。探測儀将地表熱(rè)能轉換到加熱(rè)泵中來(lái)以此增加地熱(rè)溫度從而爲樓宇提供熱(rè)能。


由于加熱(rè)泵運行的(de)可(kě)逆性,圖書(shū)館、咖啡廳、休息室、會議(yì)室和(hé)車間可(kě)通(tōng)過地下(xià)加熱(rè)系統及輻射采暖頂棚控制闆進行制冷(lěng)——并且此處提取的(de)能源可(kě)重新生成地熱(rè)探測場(chǎng)。第二個(gè)加熱(rè)泵連接到服務器制冷(lěng)/地熱(rè)系統的(de)存儲裝置,也(yě)用(yòng)于聯合加熱(rè)系統。氣體冷(lěng)凝鍋爐可(kě)提供熱(rè)水(shuǐ)以及用(yòng)于極限負載。此外,聯合制冷(lěng)系統中還(hái)應用(yòng)了(le)自然冷(lěng)卻技術。


整個(gè)系統的(de)技術設計是爲将初始能源消耗降到最低。通(tōng)過BACnet進行開放式通(tōng)用(yòng)WAGO-I/O-SYSTEM 750的(de)BACnet/IP控制器在工廠和(hé)房(fáng)間自動化(huà)方面扮演重要角色。


新建築中總共安裝了(le)21套此類系統。七個(gè)控制器構成傳統的(de)信息節點用(yòng)于供暖、空氣調節和(hé)制冷(lěng),14個(gè)裝置用(yòng)于實現不同樓層的(de)自動化(huà)功能。所有的(de)控制裝置通(tōng)過以太網連接到一起。同時(shí),BACnet提供了(le)一套标準的(de)、開源數據通(tōng)信協議(yì)。


不同制造商的(de)設備可(kě)根據詳盡的(de)建設規劃進行數據通(tōng)信(假定這(zhè)些設備同樣支持BACnet标準)。作爲測量、控制以及調節系統的(de)控制器,萬可(kě)技術确保加熱(rè)泵或地熱(rè)等中央系統功能準确無誤,與通(tōng)風系統一道,始終提供需求溫度。


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萬可(kě)BACnet/IP控制器


房(fáng)間自動化(huà)包含照(zhào)明(míng)、遮陽和(hé)室溫調控。實際上實驗室和(hé)會議(yì)室也(yě)使用(yòng)二氧化(huà)碳氣體質量控制器。檢測并通(tōng)過自動程序處理(lǐ)來(lái)自窗(chuāng)戶觸點的(de)反饋信号。


爲了(le)檢測所有的(de)室内信号,位于Mistelgau的(de)HermosAG公司應用(yòng)了(le)WAGO-I/O-SYSTEM的(de)模塊化(huà)結構以及DALI、KNX和(hé)SMI子總線系統的(de)特殊控制器。房(fáng)間的(de)不同功能通(tōng)過KNX房(fáng)間操作設備實現激活。



根據系統一體化(huà)表單中的(de)說明(míng),所有設備和(hé)房(fáng)間自動化(huà)信息,以及所有樓宇系統的(de)監測功能都連接到BACnet管理(lǐ)服務設備中以便随時(shí)進行監測和(hé)調節,從而實現對(duì)樓宇能源數據的(de)記錄和(hé)分(fēn)析,并對(duì)設定值和(hé)占據時(shí)間進行更改,所有數值和(hé)狀态,例如溫度、操作信息以及系統錯誤都可(kě)通(tōng)過延時(shí)功能以預測或回顧的(de)形式進行可(kě)視化(huà)。


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作爲eu.bac認證過程的(de)一部分(fēn),經驗豐富的(de)萬可(kě)專家對(duì)明(míng)登院區(qū)的(de)建築技術進行嚴格審核。通(tōng)過審核可(kě)營造一個(gè)透明(míng)的(de)環境并将全面的(de)樓宇自動化(huà)技術信息提供給運營人(rén)員(yuán)。系統評估有助于獲得(de)整個(gè)生命周期的(de)目标節能成本和(hé)運行成本。爲此,eu.bac樓宇系統認證設立了(le)新的(de)标準。


在之前的(de)認證程序中,樓宇技術被嚴重忽視:然而在2013年eu.bac認證彌補了(le)這(zhè)方面的(de)空白。這(zhè)一程序以合乎科學的(de)測試數據和(hé)相關DIN EN 15232歐洲标準爲基礎。審核必須由經過eu.bac(歐洲建築自動化(huà)控制協會)标準培訓和(hé)認證的(de)專業人(rén)員(yuán)進行。


明(míng)登項目在很多(duō)方面開創了(le)先河(hé)。它不僅是跨學科、一體化(huà)建築的(de)典範,也(yě)解釋了(le)借助現代化(huà)的(de)樓宇自動化(huà)和(hé)評估方法如何将能效持續提升。


“eu.bac系統”認證說明(míng)校區(qū)建築的(de)技術和(hé)自動化(huà)所實現的(de)最佳舒适度是持續且節能的(de)。作爲eu.bac認證過程的(de)一部分(fēn),經驗豐富的(de)萬可(kě)專家對(duì)明(míng)登院區(qū)的(de)建築技術進行了(le)嚴密仔細的(de)檢視。



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